疫苗也难挡病毒“再现”——百日咳

添加时间:2020年9月29日
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2018年世界传染病和免疫学疾病协会在意大利举行了一次共识讨论会。国内外众多学者认为百日咳 “再现” 有诸多原因。主要有一下几方面:

1、百日咳的认识及实验室诊断水平的提高导致检出率增加

    早期监测显示百日咳误诊率高达95%,特别是已经接种过疫苗者的症状更不典型,现在随着诊断技术的提高,增加了诊断的正确率。

2、百日咳疫苗不能提供长期的保护

    疫苗接种一直以来是预防百日咳最好的方法,aP的引入使用,百日杆菌的遗传变化以及自然感染和接种疫苗后保护性免疫力的逐渐下降。

3、百日咳菌株的适应性改变

    百日咳杆菌黏附素的缺失可能导致对aP的免疫反应降低,进一步导致百日咳的复燃。

4、监测的加强和无症状携带者增多

    近年来百日咳呈现出一个新的流行特点:即青少年和成人的发病率有所回升

除以上几点,也有其他的原因,关于百日咳的再现,我们需要重新认识百日咳。

百日咳(pertussis):

    是由革兰阴性的百日咳鲍特菌(简称百日咳杆菌)(Bordetella pertussis)引起的一种急性呼吸道感染性疾病,感染对象大多为 5 岁以下的婴幼儿,成年人如果没有免疫力也会被感染。

百日咳以阵发痉挛性咳嗽、呕吐、鸡鸣样吼声为典型临床症状,可持续 2~3个月;尽管目前疫苗覆盖率已很高,但在过去10年间,许多国家和地区均出现百日咳发病率不断上升的趋势,一些国家和地区甚至出现暴发流行,被称为“百日咳再现”。

百日咳的发病有一定的周期性,随着人群中易感者的增加,大约每3-5年有一个高峰期。尽管百日咳疫苗的接种大幅度降低了百日咳的发病率,但对其流行的周期性并无影响,仍然是3-5年出现一个发病高峰。

1、国内流行情况:

据国家CDC数据公布结果,近5年来百日咳的发病率呈现上升趋势,2019年的发病数高达30027例,是2015年的4.4倍,是2016年的5.5倍。

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2、国外流行情况:

据WHO数据公布结果,部分国家地区近5年来百日咳的发病率也呈现上升趋势。全球范围内多地百日咳 “再现”。

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综观国内外百日咳流行病学数据,可以发现近几年百日咳发病率确实存在上升趋势,不仅见于婴儿、儿童,也可见于成人。

3、传染源

    人是百日咳鲍特菌的唯一感染宿主,任何年龄的人都可以感染百日咳。

    家庭接触者和成人百日咳患者是百日咳的主要传染源。

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4、传播途径

    主要通过飞沫传播,传染性极强。

5、易感人群

人群普遍易感,在未实施疫苗接种前百日咳主要发生在5岁以下儿童,尤其是1岁以下的婴儿。

 百日咳杆菌含有众多毒性或免疫原性的成分,分别在疾病的发生发展各个阶段起作用。目前除全细胞百日咳疫苗(Whole-cell pertussis vaccine, wP)外,无细胞百日咳疫苗(Acellular pertussis vaccine, aP)原成分包括:

    百日咳毒素(Pertussis toxin, PT)

    丝状血凝素(Filamentous haemagglutinin , FHA)

    黏附素(Pertactin, PRN)

    菌毛蛋白(Fimbriae, Fim), Fim2、 Fim3

但aP许多在疾病发生发展中起重要作用的抗原尚未涵盖 。

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百日咳疫苗从工艺上分为全细胞百日咳疫苗(wP)和无细胞百日咳疫苗(ap),wP使用甲醛灭活全菌体,其生产菌株各有不同。aP是通过提取百日咳抗原成分组成;具体对比表见表1。

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目前多数为aP疫苗,而aP疫苗又分为共纯化和组分纯化两种工艺。共纯化工艺由日本Sato发明,通过蔗糖密度梯度离心共同分离纯化其有效抗原(含PT、FHA和PRN等),只能进行总量和抗原占比的粗略控制。目前中国所有企业和日本、韩国等部分企业依然采用此共纯化工艺。而组分纯化aP通过柱层析分别纯化抗原成分进而准确定量配伍组成疫苗,是目前欧美等发达国家生产所用工艺。

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由于有多重可能作为疫苗抗原成分的蛋白或毒性因子,因此国外及国内生产企业的无细胞百白破联合疫苗(DTaP)选用百日咳抗原种类和含量不相同,具体如下图。

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检测百日咳抗原的试验如下

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临床特征

典型临床表现一般分为三个阶段:

   01)卡他期:持续1-2周,类似感冒症状,没有明显的特异性;

   02) 痉咳期:持续2-6周,咳嗽加重并出现明显的阵发性、痉挛性咳嗽、伴吸气性回声、咳嗽后呕吐,咳嗽在夜间表现更为明显;

   03)恢复期:咳嗽频次减少、程度减轻,持续1-2周。

百日咳的诊断

对于疑似百日咳而初步诊断为百日咳综合征或类百日咳综合征的患者,首先应确定或排除是否为百日咳,同时应作所有常见的感染病原及可能病因的排查。

1、培养法: 

    是诊断百日咳诊断的金标准,但其生长需3-5天,确定为阴性结果需7-12天。虽然培养的特异性为100%,但敏感性最多一般不超过60%。(国内多数不开展)

2、PCR法:

    是诊断百日咳非常敏感的方法,其特异性为86%-100%,敏感性可达70%-99%。但PCR方法的敏感性随病程延长而下降,发病 3-4 周内采集标本最好。美国疾病控制中心已将百日咳杆菌核酸检测阳性作为确诊百日咳的依据,与血清学抗体检测具有较高的一致性。虽然优于培养法,但不能判断有无活的细菌生长。

3、血清学方法:

    ELISA测定百日咳杆菌抗原的IgG、IgM和IgA抗体是目前临床血清学的主要方法

    作为关键的毒力因子及保护性抗原的百日咳毒素为百日咳杆菌所特有,且免疫原性最强。 抗PT特异性IgG抗体( PT-IgG) 检测易于实施标准化,常作为百日咳最重要的诊断、流行病学调查及免疫力评价指标。

除此之外,年长儿童唾液中PT-IgG水平增高也有利于百日咳的诊断。

01)区分疫苗接种和自然感染

    由于接种全细胞疫苗或无细胞疫苗后不会产生IgA,检测IgA可区分疫苗接种还是新近感染。而目前国内尚无注册产品,随着百日咳再现,此项目可用区分自然感染还是疫苗引起,用于流行病学调查及疫苗接种后评估。

02)替代中和抗体滴度检测

有研究采用PT和FHA蛋白作为包被抗原建立ELISA,用于血清中anti-PT和anti-FHA IgG抗体浓度的测定,结果显示,CHO细胞簇集试验测定的中和抗体滴度与建立的ELISA测定的anti-PT IgG抗体浓度经对数转换后均符合正态分布,并对两种方法进行了相关性分析,发现两种方法测定的anti-PT抗体水平呈显著正相关(r=0.77)。因此,采用PT和FHA蛋白作为包被抗原建立的ELISA可替代CHO细胞簇集试验用于实验室和医疗单位的日常百日咳血清学检测。

德国Virion\Serion 百日咳抗原系列,包括全菌抗原、PT、FHA;也是目前疫苗使用的主要抗原,均为天然抗原,保持一贯的德国高品质,可用于疫苗的抗体检测试剂,也可用于常规的IgG检测试剂,适合用于区分自然感染和疫苗接种的IgA检测试剂,也可用于替代中和抗体滴度检测试剂,可用于多种平台:ELISA、LF、CLIA等。

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无论是自然感染还是疫苗接种,对百日咳的免疫力都不是终身的;而百日咳在全球范围内的再现应当引起重视,虽目前尚未确定百日咳再现的真正原因,现有疫苗免疫效果保护时间短,给免疫接种规划提出了新的问题和挑战,百日咳流行病学的持续监测必不可少,除了需要继续探索其发病机制有助于早日研发新的疫苗,找出百日咳再现的原因,对疫苗后的监测及有效评估也是减少百日咳带来的负担方法之一。

参考文献:

【1】百日咳疾病及疫苗的发展和展望

【2】百日咳免疫保护相关机制及评价指标的研究进展

【3】百日咳疫苗立场文件

【4】百日咳诊断标准

【5】中国儿童百日咳诊断及治疗建议

【6】百日咳疫苗保护效果及持久性的研究进展

【7】百日咳综合征的概念及诊疗进展

【8】WHO Immunological Basis for Immunization Series Module 4:Pertussis Update 2017

【9】Pertussis in the Association of Southeast Asian Nations: epidemiology and challenges

【10】Protective Effect of Contemporary Pertussis Vaccines: A Systematic Review and Meta-analysis